DM : Mathématiques du signal


  • D

    Bonjour ! j'espère que vous allez bien. J'ai besoin de votre aide sur cet exercice qui me pose des problèmes.

    Exercice
    Trouver l'énergie du signal x(t) et u(-t). 1- Trouvez la valeur de T telle que 95% de l'énergie du signal se situe dans la plage 0 ≤ t ≤ T. 2- Quelle est la bande passante du signal correspondante B. où B est tel que 95% de l'énergie spectrale se situe dans la plage 0≤ ω<=Β.
    Aidez moi svp !


  • N
    Modérateurs

    @Donassi-soungari-Soro Bonsoir,

    Il manque l'écriture du signal.

    Indique tes éléments de réponse et la question qui te pose problème.


  • D

    @Noemi Excusez moi monsieur. C'est x(t)=e^2t×u(-t)


  • N
    Modérateurs

    @Donassi-soungari-Soro

    Pour calculer l'énergie EEE d'un signal x(t)x(t)x(t) on utilise la formule :
    E=∫−∞+∞∣x(t)∣2dtE = \int_{-\infty}^{+\infty} |x(t)|^2 dtE=+x(t)2dt

    Le signal est non nul uniquement pour t≤0t \leq 0t0 à cause de la fonction échelon u(−t)u(-t)u(t). Donc :
    E=∫−∞0∣e2t∣2dtE = \int_{-\infty}^{0} |e^{2t}|^2 dtE=0e2t2dt

    E=∫−∞0e4tdtE = \int_{-\infty}^{0} e^{4t} dtE=0e4tdt

    E=[e4t4]−∞0=(e04−lim⁡t→−∞e4t4)E = \left[ \dfrac{e^{4t}}{4} \right] _ {-\infty}^{0} = \left( \dfrac{e^{0}}{4} - \lim_{t \to -\infty} \frac{e^{4t}}{4} \right)E=[4e4t]0=(4e0limt4e4t)

    E=14E = \dfrac{1}{4}E=41

    Je te laisse poursuivre. Indique tes calculs et/ou résultat si tu souhaites une vérification.


  • D

    @Noemi merci infiniment monsieur


  • D

    @Noemi Donc en conclusion la valeur de T est de [0; —>[


  • N
    Modérateurs

    @Donassi-soungari-Soro

    Non, tu dois trouver : T=−ln⁡(0.05)4T = -\dfrac{\ln(0.05)}{4}T=4ln(0.05)


  • N
    Modérateurs

    @Donassi-soungari-Soro

    Tu dois déterminer TTT tel que : ∫−T0∣x(t)∣2dt=0,95⋅E\int_{-T}^{0} |x(t)|^2 dt = 0,95 \cdot ET0x(t)2dt=0,95E
    Or E=14E = \dfrac{1}{4} E=41 donc :

    Tu dois résoudre :
    ∫−T0e4tdt=0,954\int_{-T}^{0} e^{4t} dt = \dfrac{0,95}{4}T0e4tdt=40,95
    Pour l'intégrale :
    ∫−T0e4tdt=[e4t4]−T0=e04−e−4T4=14−e−4T4\int_{-T}^{0} e^{4t} dt = \left[ \dfrac{e^{4t}}{4} \right]_{-T}^{0} = \dfrac{e^{0}}{4} - \dfrac{e^{-4T}}{4} = \dfrac{1}{4} - \dfrac{e^{-4T}}{4}T0e4tdt=[4e4t]T0=4e04e4T=414e4T

    Puis
    14−e−4T4=0,954\dfrac{1}{4} - \dfrac{e^{-4T}}{4} = \dfrac{0,95}{4}414e4T=40,95

    1−e−4T=0,951 - e^{-4T} = 0,951e4T=0,95

    e−4T=0,05e^{-4T} = 0,05e4T=0,05 ; −4T=ln⁡(0,05)-4T = \ln(0,05)4T=ln(0,05)

    T=−ln⁡(0,05)4T = -\dfrac{\ln(0,05)}{4}T=4ln(0,05)


  • N
    Modérateurs

    @Donassi-soungari-Soro

    Question 2.
    Pour trouver la bande passante, il faut calculer la transformée de Fourier du signal x(t)=e2tu(−t)x(t)=e^{2t} u(-t)x(t)=e2tu(t)
    X(ω)=∫−∞0e2te−jωtdtX(\omega) = \int_{-\infty}^{0} e^{2t} e^{-j\omega t} dtX(ω)=0e2tejωtdt
    X(ω)=∫−∞0e(2−jω)tdtX(\omega) = \int_{-\infty}^{0} e^{(2 - j\omega)t} dtX(ω)=0e(2jω)tdt

    X(ω)=[e(2−jω)t2−jω]−∞0=12−jωX(\omega) = \left[ \dfrac{e^{(2 - j\omega)t}}{2 - j\omega} \right]_{-\infty}^{0} = \dfrac{1}{2 - j\omega}X(ω)=[2jωe(2jω)t]0=2jω1

    Pour déterminer l'énergie spectrale, il faut calculer :
    ∣X(ω)∣2|X(\omega)|^2 X(ω)2 :
    ∣X(ω)∣2=1∣2−jω∣2=14+ω2|X(\omega)|^2 = \dfrac{1}{|2 - j\omega|^2} = \dfrac{1}{4 + \omega^2}X(ω)2=2jω21=4+ω21

    Pour déterminer 95% de l'énergie spectrale :

    ∫0B∣X(ω)∣2dω=0,95×E=0,954\int_{0}^{B} |X(\omega)|^2 d\omega = 0,95 \times E=\dfrac{0,95}{4}0BX(ω)2dω=0,95×E=40,95

    Soit à résoudre : ∫0B14+ω2dω=0,954\int_{0}^{B} \dfrac{1}{4 + \omega^2} d\omega = \dfrac{0,95}{4}0B4+ω21dω=40,95

    Or ∫0B14+ω2dω=[12tan⁡−1(ω2)]0B=12(tan⁡−1(B2)−tan⁡−1(0))=12tan⁡−1(B2)\int_{0}^{B} \dfrac{1}{4 + \omega^2} d\omega =[ \frac{1}{2} \tan^{-1}\left(\frac{\omega}{2}\right) ]_{0}^{B} = \frac{1}{2} \left( \tan^{-1}\left(\frac{B}{2}\right) - \tan^{-1}(0) \right) = \frac{1}{2} \tan^{-1}\left(\frac{B}{2}\right)0B4+ω21dω=[21tan1(2ω)]0B=21(tan1(2B)tan1(0))=21tan1(2B)
    Donc
    12tan⁡−1(B2)=0,954\frac{1}{2} \tan^{-1}\left(\frac{B}{2}\right) = \frac{0,95}{4}21tan1(2B)=40,95

    tan⁡−1(B2)=0,952\tan^{-1}\left(\frac{B}{2}\right) = \frac{0,95}{2}tan1(2B)=20,95
    Puis
    B2=tan⁡(0,952)\frac{B}{2} = \tan\left(\frac{0,95}{2}\right)2B=tan(20,95)

    B=2tan⁡(0,952)=2tan(0,475)B = 2 \tan\left(\frac{0,95}{2}\right)=2tan(0,475)B=2tan(20,95)=2tan(0,475)

    Calcul à vérifier et à comprendre.


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